亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        阿壩州植被NPP動(dòng)態(tài)變化及驅(qū)動(dòng)力分析

        2024-01-16 10:17:20謝玉鳳
        河南科技 2023年23期
        關(guān)鍵詞:分異阿壩州植被

        陳 超 謝玉鳳

        (1.東莞水鄉(xiāng)特色發(fā)展經(jīng)濟(jì)區(qū)管理委員會(huì),廣東 東莞 523000;2.四川省冶金地質(zhì)勘查局測(cè)繪工程大隊(duì),四川 成都 610212)

        0 引言

        植被凈初級(jí)生產(chǎn)力(Net Primary Productivity,NPP)是指綠色植物在單位時(shí)間、單位面積內(nèi)積累的有機(jī)物數(shù)量[1],是地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、植被保護(hù)與恢復(fù)建設(shè)的重要指標(biāo)。目前,中國(guó)學(xué)者們已經(jīng)在植被NPP的模擬計(jì)算、時(shí)空動(dòng)態(tài)變化及驅(qū)動(dòng)因素分析等方面取得諸多研究成果。周淑琴等[1]利用MODIS-NPP成果數(shù)據(jù)完成了榆林市近10 年來(lái)植被NPP時(shí)空特征差異分析;張鐿鋰等[2]利用CASA 模型對(duì)青藏高原高寒草地NPP進(jìn)行模擬計(jì)算,并對(duì)其1982—2009 年的時(shí)空變化過(guò)程進(jìn)行定量分析;孫成明等[3]為尋求快捷簡(jiǎn)便的中國(guó)草地NPP獲取方式,利用MODIS-NDVI與氣象數(shù)據(jù)探索出中國(guó)草地NPP獲取模型,并與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證取得良好效果;毛德華等[4]對(duì)東北地區(qū)植被NPP時(shí)空格局變化與驅(qū)動(dòng)力因素進(jìn)行了分析。

        由于NPP數(shù)據(jù)獲取需要涉及到氣象、植被類型、土地利用類型等諸多因素,目前大多對(duì)區(qū)域NPP變化的研究主要采用MODIS17A3 影像反演產(chǎn)品完成。然而,該反演產(chǎn)品在大多數(shù)地區(qū)均存在極少像元缺失的情況。針對(duì)此類問(wèn)題,學(xué)者們通常采用異常值剔除[5]或Savitzky-Golay 濾波[6-8]進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,但這兩種方法均會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)整體質(zhì)量造成較大的影響。此外,它們大都側(cè)重于植被NPP動(dòng)態(tài)變化規(guī)律的探索,而對(duì)其形成空間分布差異的主要原因少有涉及。近年來(lái),隨著地理信息科學(xué)的飛速發(fā)展,利用GIS 技術(shù)對(duì)該類數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)的方法已趨于成熟,并且取得良好效果。同時(shí),為實(shí)現(xiàn)地理現(xiàn)象空間分異規(guī)律的探索,學(xué)者們提出了地理探測(cè)的概念,較好地彌補(bǔ)了該領(lǐng)域研究的不足[8-12]。

        基于以上,本研究利用GIS 數(shù)據(jù)修復(fù)技術(shù)完成阿壩州MODIS-NPP數(shù)據(jù)修復(fù),并將GIS 與RS 技術(shù)相結(jié)合對(duì)2000—2015 年阿壩州植被NPP進(jìn)行時(shí)空格局變化分析,借助地理探測(cè)器對(duì)影響區(qū)域NPP分布的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行研究,以期為該地區(qū)植被保護(hù)與生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供科學(xué)的理論參考依據(jù)。

        1 數(shù)據(jù)與方法

        1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

        2000 年、2007 年和2015 年植被NPP數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)蒙大拿大學(xué)森林學(xué)院(NTSG)提供的MODIS17A3 地球表面GPP/NPP 遙感成果,其空間分辨率為30 s,比例系數(shù)為0.1,單位為gC/(m2·a)。1:100 萬(wàn)中國(guó)植被類型矢量數(shù)據(jù),2015 年該地區(qū)的各要素均為空間分辨率1 km 的柵格數(shù)據(jù)(年均溫度、年累計(jì)降雨量、NDVI、土地利用類型、DEM、人口密度和GDP)均由中國(guó)科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn)提供。

        1.2 數(shù)據(jù)處理

        1.2.1 數(shù)據(jù)修復(fù)。因受到云、霧、氣溶膠等因素的影響,三期數(shù)據(jù)均有約0.74%的像元為空值,這些異常像元MODIS-NPP解算模型默認(rèn)賦值65 535。為減少異常值對(duì)研究的干擾,提高研究成果的準(zhǔn)確性與科學(xué)性,本研究在參考大量相似數(shù)據(jù)修復(fù)成果[13-14]的基礎(chǔ)上對(duì)該數(shù)據(jù)集進(jìn)行修復(fù)。

        首先,為便于植被NPP數(shù)據(jù)修復(fù)工作的順利進(jìn)行,使用ArcGIS10.0 軟件對(duì)其進(jìn)行投影變換與重采樣處理,保證三期植被NPP數(shù)據(jù)均采用Albers 投影,像元大小均統(tǒng)一為1 000 m。其次,利用Arc-GIS10.0軟件Conversion tool模塊下的Raster to Point工具實(shí)現(xiàn)柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換,同時(shí)利用數(shù)據(jù)屬性表將異常值65 535刪除,從而得到無(wú)異常值的點(diǎn)矢量數(shù)據(jù);利用Spatial analysis 模塊下面的Interpolation analysis 功能完成點(diǎn)矢量數(shù)據(jù)的柵格化,得到空間分辨率為1 000 m 的柵格數(shù)據(jù);以異常值65 535 為分界閾值對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類,從而構(gòu)建數(shù)據(jù)空洞掩膜Mask(0,1)與Mask(1,0)。最后,借助Spatial analysis 模塊下Grid calculator 構(gòu)建數(shù)學(xué)表達(dá)式(1),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模擬修復(fù)(如圖1所示)。

        圖1 2000—2015年阿壩州年均植被NPP修復(fù)

        式中:NPP為模擬修復(fù)后的成果數(shù)據(jù);NPP1為含有異常值的原始數(shù)據(jù);NPP2為去除異常值后進(jìn)行空間插值生成的柵格數(shù)據(jù);Mask(0,1)空洞值為0的掩膜數(shù)據(jù);Mask(1,0)空洞值為1 的掩膜數(shù)據(jù);0.1 為該數(shù)據(jù)的比例系數(shù)。

        1.2.2 數(shù)據(jù)分類定級(jí)。NPP數(shù)據(jù)分類定級(jí)能最大化做到化整為零,實(shí)現(xiàn)整個(gè)研究區(qū)NPP時(shí)空格局變化的具體化與準(zhǔn)確化表達(dá)。目前,涉及數(shù)據(jù)分類、分級(jí)的研究大都采用人工判讀的方法進(jìn)行[1,12],該方法主要是通過(guò)大量參照前人的研究成果同時(shí)結(jié)合其他相關(guān)輔助資料來(lái)完成的,受人為主觀因素的影響較大,存在較大的缺陷。自然斷點(diǎn)法從柵格像元空間分布概況與數(shù)據(jù)空間聚類原理出發(fā),能較好地完成柵格數(shù)據(jù)的分類,既能最大限度地實(shí)現(xiàn)將具有相似像元值的柵格像元進(jìn)行恰當(dāng)分組,又能將各類別間的差異得以最大化凸顯。因此,本研究在參考該地區(qū)土地利用類型與NPP像元頻數(shù)分布的基礎(chǔ)上,采用自然斷點(diǎn)實(shí)現(xiàn)三期數(shù)據(jù)分類定級(jí),將其分為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)等5個(gè)等級(jí)。

        1.3 地理探測(cè)器

        地理探測(cè)器是一種能揭示地理現(xiàn)象空間分異差異和分析自變量與因變量之間相互作用的數(shù)學(xué)模型[9-10]。因子探測(cè)器主要用于探測(cè)各個(gè)自變量X對(duì)因變量Y空間分異的影響力度[11-12],采用q進(jìn)行表征,公式為式(2)和式(3)。

        式中:q為因子解釋力,數(shù)值在[0,1];h為變量X或Y的分類區(qū)間;Nh和N和為各層或者全域的分區(qū)數(shù)量;SSW和SST為層內(nèi)和全區(qū)總方差。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 NPP空間分布特征

        2000—2015 年阿壩州年均NPP空間分布狀況如圖1 所示。2000—2015 年內(nèi)全州年均NPP空間分布主要表現(xiàn)為南部地區(qū)、東北部地區(qū)NPP平均值較高,越靠近西部及西北地區(qū)植被NPP值越低的空間分布特征。這主要是阿壩州的地形、土地利用狀況、植被分布類型及氣象等因素共同作用的結(jié)果。

        2.2 NPP狀態(tài)與趨勢(shì)變化

        NPP整體狀態(tài)與趨勢(shì)變化反映了各等級(jí)NPP間相互轉(zhuǎn)換關(guān)系,用狀態(tài)與趨勢(shì)變化指數(shù)描述[15-16],見(jiàn)式(4)。

        式中:Rt為整個(gè)研究區(qū)NPP狀態(tài)與趨勢(shì)變化指數(shù);ΔU1、ΔU2分別為研究區(qū)NPP轉(zhuǎn)入與轉(zhuǎn)出變化量的絕對(duì)值;ΔUin-i為其他等級(jí)NPP轉(zhuǎn)換為第i級(jí)的數(shù)量;ΔUout-i為第i級(jí)NPP轉(zhuǎn)換為其他等級(jí)的數(shù)量。研究中將狀態(tài)與趨勢(shì)變化指數(shù)Rt進(jìn)行分級(jí)描述:當(dāng)0 ≤Rt≤0.25 時(shí),研究區(qū)NPP變化為平衡狀態(tài),各等級(jí)NPP間呈現(xiàn)十分明顯的雙向互轉(zhuǎn)關(guān)系;當(dāng)0.25 ≤Rt≤0.5 時(shí),研究區(qū)NPP變化為準(zhǔn)平衡狀態(tài),各等級(jí)NPP間呈現(xiàn)較明顯的雙向互轉(zhuǎn)關(guān)系;當(dāng)0.5 ≤Rt≤0.75 時(shí),研究區(qū)NPP變化為不平衡狀態(tài),各等級(jí)NPP間呈現(xiàn)較明顯的單向轉(zhuǎn)換關(guān)系;當(dāng)0.75 ≤Rt≤1 時(shí),研究區(qū)NPP變化為極度不平衡狀態(tài),各等級(jí)NPP間呈現(xiàn)十分明顯的單向轉(zhuǎn)換關(guān)系。

        本研究以NPP轉(zhuǎn)換計(jì)算模型計(jì)算各等級(jí)NPP空間的轉(zhuǎn)移狀況,并計(jì)算趨勢(shì)變化指數(shù)(見(jiàn)表1)。

        表1 阿壩州2000—2015年各等級(jí)NPP轉(zhuǎn)換變化量

        將三期NPP分級(jí)數(shù)據(jù)在ENVI5.2 軟件中進(jìn)行處理,可生成2000—2015 年各等級(jí)NPP變化轉(zhuǎn)移矩陣,同時(shí)結(jié)合式(4)對(duì)整個(gè)研究區(qū)NPP狀態(tài)與趨勢(shì)變化狀況進(jìn)行分析。研究結(jié)果顯示:三個(gè)時(shí)段內(nèi)阿壩州NPP狀態(tài)與趨勢(shì)指數(shù)變化分別為0.42、0.08、0.35。就整個(gè)研究期而言,阿壩州NPP變化為準(zhǔn)平衡狀態(tài),各等級(jí)NPP間呈現(xiàn)較明顯的雙向互轉(zhuǎn)關(guān)系,且NPP轉(zhuǎn)入與轉(zhuǎn)出總量基本持平。比較前后兩個(gè)時(shí)期的阿壩州NPP狀態(tài)與趨勢(shì)變化指數(shù),可以發(fā)現(xiàn)其前期指數(shù)遠(yuǎn)大于后期,說(shuō)明前期各等級(jí)NPP間相互轉(zhuǎn)換比后期頻繁。

        2.3 空間分異影響因素分析

        研究選取高程、NDVI、植被類型、年均溫度、土地利用類型、坡度和年累計(jì)降水量等7 個(gè)因子,借助地理探測(cè)器得出各因子解釋力q,可實(shí)現(xiàn)其空間分異驅(qū)動(dòng)機(jī)制的分析(見(jiàn)表2)。

        表2 各因子q值探測(cè)結(jié)果

        由表2 可知,各驅(qū)動(dòng)因子對(duì)植被NPP的解釋力也存在明顯的差異。q值變化具體呈現(xiàn)出高程>NDVI>植被類型>年均溫度>土地利用類型>坡度>年累計(jì)降水的特征;從q值的數(shù)值變化可知高程對(duì)植被NPP空間分布差異性形成的影響力最大,而年累計(jì)降水量的影響作用最?。粡慕忉屃Ψ治隹芍?,高程和NDVI 對(duì)植被NPP形成空間分布差異的因子解釋力達(dá)到40%以上,為驅(qū)動(dòng)植被NPP分布差異性形成的主要因子;植被類型、年均溫度和土地利用類型次之,解釋力在20%~40%之間;坡度和年累計(jì)降水量對(duì)植被NPP形成空間分布地域差異的影響作用最低,在20%以下。

        3 結(jié)論

        本研究主要以GIS 技術(shù)為工具,實(shí)現(xiàn)了阿壩州植被NPP數(shù)據(jù)異常值的剔除與模擬修復(fù),并對(duì)其變化規(guī)律及空間分異分析,主要成果如下。

        從NPP空間分布變化狀況進(jìn)行分析,16 年內(nèi)阿壩州NPP空間分布呈現(xiàn)由南向北、自東向西逐漸減小的變化趨勢(shì);NPP整體狀態(tài)與趨勢(shì)變化反映出,16 年內(nèi)阿壩州各等級(jí)NPP間呈現(xiàn)較明顯的雙向轉(zhuǎn)換關(guān)系,且轉(zhuǎn)入與轉(zhuǎn)出量基本持平,變化趨勢(shì)相對(duì)合理;高程和植被類型對(duì)NPP的空間分布地區(qū)差異產(chǎn)生的明顯的確定作用,且各因子產(chǎn)生交互作用的驅(qū)動(dòng)力比單因子的驅(qū)動(dòng)作用更加明顯。

        猜你喜歡
        分異阿壩州植被
        阿壩州動(dòng)物防疫工作措施
        基于植被復(fù)綠技術(shù)的孔植試驗(yàn)及應(yīng)用
        阿壩州:根治欠薪行動(dòng)全力實(shí)現(xiàn)“兩清零”目標(biāo)
        綠色植被在溯溪旅游中的應(yīng)用
        重慶市臭氧時(shí)空分異及其影響因素研究
        平泉縣下?tīng)I(yíng)坊雜巖體分異演化及其成巖成礦
        杭州市赴阿壩州開(kāi)展交流考察
        杭州(2015年9期)2015-12-21 02:51:48
        基于原生植被的長(zhǎng)山群島植被退化分析
        基于NDVI的鶴壁市植被覆蓋動(dòng)態(tài)分析研究
        河南科技(2014年4期)2014-02-27 14:07:25
        北京市1989-2010年地表溫度時(shí)空分異特征分析
        一区二区三区四区午夜视频在线| 强d乱码中文字幕熟女免费| 未满十八18禁止免费无码网站| 久久只精品99品免费久23| 中文字幕日韩三级片| 日日噜噜噜夜夜爽爽狠狠视频| 亚洲AV无码成人品爱| 国产精品18久久久久久不卡中国| 日韩av在线毛片| 国产日韩亚洲中文字幕| 日本精品中文字幕人妻| 精品精品久久宅男的天堂| 亚洲精品v欧洲精品v日韩精品| 亚洲精品一区国产欧美| 亚洲成av人片一区二区| 色播久久人人爽人人爽人人片av| 亚洲AV激情一区二区二三区| 国产亚洲三级在线视频| 青青草视频在线播放81| 白色白色视频在线观看| 白白色发布在线观看视频| 久久久精品人妻一区二区三区游戏| 国产嫩草av一区二区三区| 国产精品久久久久久福利| 国产农村妇女精品一二区| 亚洲综合精品伊人久久| 国产精品九九热| 中文字幕亚洲日本va| 精品国产日产av在线| 熟妇人妻无乱码中文字幕av| 久久中文骚妇内射| av无码天堂一区二区三区| 日韩精品欧美激情亚洲综合| 久久亚洲精品成人AV无码网址| 男女上床视频在线观看| 国产激情在线观看视频网址| 亚洲精品中文字幕乱码无线| 国产自拍偷拍视频免费在线观看| 国产尤物精品视频| 宝贝把腿张开我要添你下边动态图| 无码午夜剧场|